[發明專利]一種海上風電深水一步式安裝裝置及方法

有效

• 申請號: 201811133780.1
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109185071B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 練繼建;王海軍;劉潤;丁紅巖;郭耀華
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;F03D13/10;F03D13/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開了一種海上風電深水一步式安裝裝置及方法，裝置包括安裝船、輔助沉放架、支撐桁架、扶正導向架、塔筒、扇葉、機頭、拉索和筒型基礎，安裝船的船體后部設置有矩形凸臺，矩形凸臺上設有U型凹槽，矩形凸臺的四個頂角處分別一體安裝有豎向的支撐桁架；輔助沉放架由U型底架和豎向的導向管構成，矩形凸臺上的每個支撐桁架外側均設有通孔，通孔內穿設有與所述支撐桁架活動連接的導向管；U型底架與矩形凸臺之間安裝筒型基礎，塔筒安裝于筒型基礎中部，塔筒與筒型基礎之間設有斜撐；扶正導向架的一端與支撐桁架連接，另一端通過抱箍與塔筒連接，用于在調試、運輸及安裝過程中對塔筒起到輔助支撐及約束的功能。

技術領域

本發明屬于海上風電基礎技術領域，具體是涉及一種海上風電深水一步式安裝裝置及方法，此裝置可輔助筒型基礎整機在深水海域平穩沉放，提升了筒型基礎深水安裝的穩定性及安全性，擴大了筒型基礎整機浮運及一步式安裝的應用范圍。

背景技術

與陸上風電場建設相比，海上風電場建設中要面臨更為復雜和惡劣的海上環境，海上施工難度大、作業窗口期少，從而大幅度的增加了海上風電開發的成本及工期。海上風電開發中基礎結構主要分為固定式支撐結構及漂浮式支撐結構，目前風電開發主要集中在0-50m水深海域，主要采用固定式支撐結構。固定式支撐結構的安裝一般采用分步安裝，先進行基礎的海上施工，再進行塔筒、機頭、扇葉的安裝，此方法增加了海上作業時間及作業難度。海上風電支撐結構陸上預制、整機浮運、一步式安裝是海上風電的一個發展趨勢，目前多個國家都在進行此項技術的研究。

隨著海上風電開發朝著較深海域的發展，一步式安裝技術必須要適應較深海域風、浪、流等惡劣的施工條件，通過技術創新解決筒型基礎整機一步式深水沉放過程中面臨的失穩甚至傾覆等問題，控制沉放速度及姿態，確保海上整機安裝過程的安全性及各項指標滿足風機要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，針對海上風電基礎及整機一體化深水安裝過程中所存在的穩定性控制問題，提供一種海上風電深水一步式安裝裝置及方法，此裝置可輔助筒型基礎整機在深水海域平穩沉放，提升了筒型基礎深水安裝的穩定性及安全性，擴大了筒型基礎整機浮運及一步式安裝的應用范圍。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種海上風電深水一步式安裝裝置，包括安裝船、輔助沉放架、支撐桁架、扶正導向架、塔筒、扇葉、機頭、拉索和筒型基礎，所述安裝船的船體后部設置有矩形凸臺，矩形凸臺上設有U型凹槽，所述矩形凸臺的四個頂角處分別一體安裝有豎向的支撐桁架；所述輔助沉放架由U型底架和豎向的導向管構成，矩形凸臺上的每個支撐桁架外側均設有通孔，所述通孔內穿設有與所述支撐桁架活動連接的導向管，所述導向管的底端位于矩形凸臺下方且與所述U型底架固接；所述U型底架與矩形凸臺之間通過所述U型凹槽和所述拉索安裝所述筒型基礎，所述塔筒安裝于筒型基礎中部，塔筒與筒型基礎之間設有用于加固的斜撐，所述機頭安裝于塔筒頂端，機頭的軸與扇葉連接；所述扶正導向架的一端與所述支撐桁架連接，另一端通過抱箍與塔筒連接，用于在調試、運輸及安裝過程中對塔筒起到輔助支撐及約束的功能。

進一步的，所述拉索包括豎向拉索和橫向拉索，所述橫向拉索將輔助沉放架與筒型基礎柔性連接；豎向拉索將筒型基礎與安裝船柔性連接。

進一步的，運輸過程中，所述筒型基礎和安裝船的底部齊平，以減小運輸過程中筒型基礎受力，并防止筒型基礎底部筒裙發生破壞。

進一步的，所述筒型基礎的底部敞開，內部為分艙或不分艙的腔體結構。

一種海上風電深水一步式安裝裝置的安裝方法，包括以下步驟：

(1)筒型基礎在陸上預制完成，并進行塔筒、機頭、扇葉的安裝和調試；